Aspa de aerogenerador masiva [Fuente: GE Renewable Energy]
Un anuncio de GE Renewable Energy describe una asociación con voxeljet y Fraunhofer IGCV para producir turbinas eólicas de manera eficiente.
La energía renovable se ha convertido en una tecnología con un uso cada vez mayor y un componente clave de ese sector es la energía eólica. La energía eólica se recolecta a través de turbinas que giran cuando pasa el viento, pero hay un problema.
Las turbinas eólicas más eficientes son las que tienen las palas más grandes. Las palas grandes requieren torres grandes; de lo contrario, las puntas de las palas golpearían el suelo. En otras palabras, las futuras turbinas eólicas se fabrican mejor a gran escala.
Eso plantea un problema.
Construir estas piezas enormes en fábricas tradicionales significa que deben transportarse al sitio de construcción. A menudo, los sitios de construcción están ubicados donde el flujo de viento es óptimo, que generalmente se encuentran en lugares extraños que no están cerca de la fábrica y, a veces, sin un acceso por carretera adecuado.
El transporte de piezas grandes también implica atravesar la red de carreteras, y existen limitaciones dimensionales significativas. A veces, esto significa que los artículos grandes deben dividirse en varios componentes que se ensamblan en el sitio y también requieren costos de transporte adicionales.
Para una industria que trabaja para reducir las emisiones, esto no parece una historia de éxito.
proceso de impresión 3D voxeljet [Fuente: GE Renewable Energy]
El nuevo concepto consiste en producir las piezas más grandes directamente en el sitio de construcción. El equipo voxeljet producirá una impresión de arena, que se convertirá en el molde para una colada masiva. GE Renewable Energy dijo que algunas partes podrían tener hasta 9,5 m (31 pies) de largo. Ellos dijeron:
“La impresora 3D Advance Casting Cell (ACC) en desarrollo se beneficiará del apoyo financiero del Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía de Alemania y será capaz de imprimir moldes para fundir componentes para la góndola2 de GE Haliade-X que pueden pesar más de 60 toneladas métricas, lo que reduce el tiempo que lleva producir este patrón y molde de diez semanas o más a solo dos semanas”.
Proceso de fundición para piezas de turbinas a gran escala [Fuente: GE Renewable Energy]
voxeljet desarrollará una impresora 3D mucho más grande para asumir esta función, pero eso no debería ser un problema porque su proceso de inyección de aglomerante es fácilmente escalable. Sin embargo, la compañía nunca ha construido un dispositivo de ese tamaño todavía. Actualmente, su dispositivo más grande es el masivo VX4000, que tiene un volumen de construcción de 4000 x 2000 x 1000 mm. Es del tamaño de una casa pequeña.
Pero el hipotético “VX10000” será significativamente más grande.
La intención es erigir la nueva impresora 3D cerca del sitio de construcción y luego producir moldes para las piezas de la turbina de hasta 60 toneladas.
El ingeniero sénior de diseño de aditivos de GE Renewable Energy, Juan Pablo Cilia, dijo:
“Los moldes impresos en 3D brindarán muchos beneficios, incluida una mejor calidad de fundición a través de un mejor acabado superficial, precisión y consistencia de las piezas. Además, los moldes de inyección de aglutinante de arena o los moldes de aditivos permiten ahorrar costos al reducir el tiempo de mecanizado y otros costos de materiales debido al diseño optimizado. Esta tecnología de producción sin precedentes cambiará las reglas del juego para la eficiencia de la producción, lo que permitirá la fabricación localizada en países de alto costo, un beneficio clave para nuestros clientes que buscan maximizar los beneficios de desarrollo económico local de la energía eólica marina”.
Espero que el método aquí sea erigir la impresora 3D en un puerto de embarque, donde las partes de la turbina se moldearán y luego se moverán directamente a los barcos para llevarlas al sitio de construcción. Esto significa que la impresora 3D y la operación de fundición deben configurarse solo una vez en una región, ya que podría servir a una gran área en alta mar por transporte marítimo.
El Dr. Ingo Ederer, director ejecutivo de voxeljet, dijo:
“Si bien la impresión 3D bajo demanda externa ofrece muchos beneficios para pequeñas cantidades de piezas fundidas, ejecutar un sistema de impresión 3D en el sitio aprovecha la tecnología a su máxima capacidad. Dada la demanda de turbinas eólicas marinas, eso ayudará mucho a cumplir con los cronogramas de los proyectos y las altas demandas del mercado. Con nuestra tecnología productiva «Binder-Jetting» en combinación con nuestra experiencia en impresión 3D industrial de gran formato, hemos estado sirviendo a clientes en la industria de la fundición por más de 20 años. Nuestra misión es llevar la impresión 3D a la verdadera fabricación industrial y, por lo tanto, estamos muy emocionados de ser parte de este proyecto innovador”.
Este es un muy buen movimiento para voxeljet, porque la operación hará que la construcción de energía eólica marina sea más eficiente y más ecológica. También es un movimiento a largo plazo, ya que la demanda de energía eólica solo crecerá en el futuro, y cualquier “fábrica portuaria” que equipen estará ocupada durante muchos años.
Se esperan las primeras pruebas del sistema a principios del próximo año.
A través de voxeljet y GE Renewable Energy